公司动态
行业资讯

各行业余热余能利用的潜力分析

1、电力行业


  目前,我国的能源有30%左右被电力行业利用了,其中主要为煤炭。


  上世纪末,发电系统的热效率为35%左右,经过十余年的大力发展,我国发电的总装机容量为12.5亿千瓦左右。


  大型火电厂以60万千瓦的、高参数的大机组为主力军,其中火电占了8.5亿千瓦左右。系统热效率达到了40%左右,最高达到了44%左右。而发达国家已经将火力发电系统的热效率提升至60~70%左右,并且CO2达到零排放。


  为什么我们国家过去和现在的系统热效率低于发达国家20%左右?这里的主要问题是我们缺乏从火用平衡及其相关原则的角度去考察问题,当然也与我国的能源结构以煤为主有关。要想解决问题,必须从新的理念出发。


  从热平衡来看,火力发电的损失大部分是锅炉的排烟损失及汽轮机冷凝损失的余热给带至大气,我国火电效率再提高已十分困难;但如果从火用平衡的角度思考问题,只要设法降低锅炉的燃烧火用损失及其相关的传热火用损失,在系统中充分地注意高位高用,合理集成,这样一来火用(热)效率也会大大提升。


  因为火用损失部分被利用,发电后的热损失也相应地下降,满足了热平衡的要求,所以相关的热损失也会相应地降低。发达国家煤电系统发电效率达到60%左右,这个过程即是一项合理利用余热余能的典型。


  也就是说,如果我们改变理念,以创新的视角来改造我们的发电系统,我国发电系统尚有20%以上的利用潜力。也就是说目前从热平衡角度而言,余热损失可降低20%以上。


  火电发电过程的发电效率的提高,表现为降低了的余热余能,而上述目标实际上是将高位火用损失在改善过程中正确、合理利用的结果。


  2、钢铁及有色冶金产业



  钢铁及有色冶金产业不仅是一个耗能大户,实际上还是我国制造业的重点行业,目前钢铁行业一年的总产能约为9亿吨,是全世界的首位,占世界总量的50%以上,有色冶金行业也不例外。


  虽然,在目前的产业结构调整中,可能会有大幅度地下降,但其基本格局不会有大的变化。


  因为其投入太大、影响也大,钢铁行业在产能过剩的压力下,十分重视相关的余热余能的利用,进行了大量的节能技改。


  例如,大力推进余热余能的煤气发电、干熄热发电、余热发电、废锅汽轮机发电、燃气蒸汽轮机联合发电等。


  某钢铁公司,设计规模仅800万吨/年,其余热余能的发电能力就有48万千瓦,占自用电比例高达75%以上。如果继续进行深度改造,还有十余万千瓦的潜力。如果我国的钢铁行业按此规模进行考虑,仅发电即有5000万千瓦左右的装机潜力,发电能力也会达到3500万千瓦左右。


  过去炼钢的钢水要先浇铸成钢锭,使之冷却放出余热;为了轧钢又要加热至1000℃以上再行轧制。但随着连铸技术的出现,即炼钢以后直接轧制,冷却余热的合理利用使其效率提高了10%左右,为炼钢系统实现负能冶炼出力最大。


  钢铁行业的大型流体设备(风机、泵类、压缩机等)利用十分广泛,能耗也十分巨大,但是由于匹配不合理产生的节流损失以及冷却加热不合理的损失等浪费的能量极大。如以上述800万吨/年的钢厂为例,其余能的节约量约在20亿千瓦时左右。


  总之,钢铁与有色冶金产业既是我国的重要产业,又是世界的首户,其余热余能的潜力均在20%以上,余热余能的数量、比例较大,节能的潜力也较大。


3、石油化工行业


  这里讲的石油化工行业是泛指:包括石油、石化、基础化工、常规化工、化肥、医药等行业的综合,也是我国最重要的制造产业之一,能源消耗较多的产业之一。


  据不完全统计,上述行业的总能耗约占全国总能耗的20%以上。在上述行业中,由于化学反应是其基本的生产过程,这样即出现了大量的余热余能。


  此行业与钢铁行业类似,具有大量的余热余能,可以用来发电。


  例如,硫酸生产过程中的工质温度约在1000℃左右(过去利用较少),目前仅能用来产生中压蒸汽。但从火用损失角度分析而言,完全可以用来产生10MPa,540℃左右的蒸汽,这样发电能力即可能增加40%以上。


  大量的化工产品需要烘干,为此相当多的企业采用以天然气或煤燃烧后的烟气直接烘干,这样一来高位能即随着过程的排烟余热而损失掉了,利用率极低。

  如果合理利用,采用燃气蒸汽联合循环或热电联产,上述经余热带走能量(烟气)中的30%可能被回收。化工行业是电能消耗最大的行业,流体机械的数量及能耗都是各行业之首,这里的节流损失、不合理的冷却及加热损失、布置位置不合理产生的不必要流阻损失约占其总电耗的28%以上。


  目前由于采用了各种调速、合理匹配等措施,回收了大约15%以上的电能。但仍有大量的设备由于各种原因,未能回收这部分余能。石化行业为了工艺的需要消耗数以亿吨/小时的蒸汽,但是由于装置及系统的问题,真正有效的利用仅50%左右,大量的热能随着过程的进行,损失在过程传输与使用不合理之中。


  如能合理回收,大约有30%左右的量可能被回收。为了输送天然气、石油,必须加压,从而消耗了大量的电能及其它形式的能量。


  在使用时又产生了大量的节流或排放损失。目前出现的压差发电系统是解决上述问题的好方法之一。


  ——在采油采气过程中,耗费了大量的电能或其它形式的能量,注气、注水以后又变成了余压余能。如何利用这部分余压余能,值得人们研究。


  ——石化系统的各种产品主要是各种油品、天然气,除了供给化工、交通、军工、其它系统外,相当一部分用于锅炉燃烧产生蒸汽等。这种形式存在严重的高位低用,产生了大量的高位余能(火用损)。


  目前全国尚有天然气、油锅炉10万余台,能耗1亿吨标煤/年左右。这部分高位余能如能合理利用,可以多回收电能约80亿度/年。


 4、煤炭行业


  对我国而言,煤炭行业具有特殊地位。2010年以前,我国能耗的70%以上由煤炭来承担。


  由于节能减排的需要,近年来我国大力开发石油、天然气及其它可再生能源,煤炭的比例在缩小,但总量并未减少。


  煤炭行业的能耗并不太高,但在开发过程中,也有大量的煤层气(余能)及瓦斯气大量的随行产出,但这部分余能的利用水平不高,其潜力很大。


5、建筑、机械制造及其它行业


  建材行业中,特别是水泥生产中,消耗了大量的能源,同时也排放了大量的余热。对这部分余热的利用,近年来作出了较突出的成绩。


  另外,玻璃行业等均有大量余热余能可以被重视。目前为此也建立了很多相关的余热发电系统,其发电能力达到160万千瓦左右。


  机械制造行业是一个十分广泛的行业,在此行业中有大量的各种类型的熔炼炉、加热炉和使用蒸汽的工艺设备,其烟气、蒸汽余热余能大量存在。


  另外,食品行业需要大量的蒸汽和各种小型锅炉,产生了大量的高温烟气和蒸汽余热。


  目前,由于量少、十分分散,利用十分困难,所以其利用的程度十分低下。


  按照以上行业的余热余能总量来看,其可用潜力目前约为总能耗的20%左右,数量十分庞大,应引起高度重视。


  总之,凡是用能(电、功、热等)地点都会有不同形式的余热余能存在。凡是利用不充分的工艺过程,都大量存在着能的不同程度的降位,即由电、功变为热,或者由高位的蒸汽变为热水,或热水冷却散热至大气的过程。这样说来,凡是降位的能源的运行过程中,未被有效利用的能量就是余热余能。


  目前,各种工艺过程的能源有效利用水平都在50%左右,所以余热余能的总量约占了实际能耗的50%左右。考虑到其它资源在利用的过程中,也会产生余热(如硫酸生产过程),所以余热余能可用潜力应在20%以上。对具体项目而言,是能回收多少?


如果按照热的火用平衡及火用效率原理,其数量据不完全统计,也在总能耗的20%以上。余热余能的潜力及总量愈大,说明能源的利用水平愈低。


  我们的目标是通过余热余能的合理利用,使其总量及潜力愈小,说明我们对能源的利用有了较好的利用与提高。


山东富海泰来新能源科技有限公司

总部:山东省烟台经济开发区潮水镇驻地南大街11号 邮编:264000
客服:0535-5818299
电话:15853520978
18663868637
传真:0535-5818299
邮箱:ytlizhiyong@126.com